空气的压缩性对湍流边界层流场时均量的影响

为研究空气的压缩性对湍流边界层流场时均量的影响,对来流Mach数(Ma)分别为0.058、0.233、0.466、0.874和1.457的二维、定常边界层湍流流场进行了数值模拟计算。结果表明:空气的压缩性对速度边界层和温度边界层粘性底层区速度和温度分布影响较小,但会使完全湍流区速度和速度梯度、温度和温度梯度变大;对分子扩散过程影响极小,而对湍流扩散过程影响较大;当局部Reynolds数大于1×106且来流Ma大于0.466时,使得平板局部摩擦阻力系数较不可压缩态变小,而局部传热系数较不可压缩态变大。比较模拟计算结果和不可压缩态下经验公式的计算结果表明,模拟计算结果真实可靠。     

增强型地热系统的开发——以法国苏尔土地热田为例

增强型地热系统是指从地下3～10 km低渗透岩体中经济开采深层地热的人工热能系统,主要用于发电.目前地热技术是再生能源领域的重要发展方向,而对其进一步研究受到发达国家的高度重视,但我国在该领域研究还基本处于空白.法国的苏尔士地热田是欧洲目前仍在运行的增强型地热系统(EGS)现场试验场,在20多年的实践过程中产生了大量的科研成果.本研究通过回顾该地热田在开发阶段取得的成果,得到其地质勘探、人造储层、循环测试等方面的主要结论,以便为国内EGS科学研究及项目实施提供参考.     

双竖直井开采美国沙漠峰深层地热数值模拟

建立了沙漠峰双井式增强型热储的概念模型,并利用TOUGH2求解了模型.结果表明,利用双井系统开采沙漠峰热储是可行的,系统的流体循环量为30 kg/s,30年内的产热功率和产电功率分别为18.90 MW和3.42 MW左右,储层水流阻抗最大为0.095 MPa/(kg/s);在0.7～17.30年间储层温度和压强逐渐降低,水流阻抗逐渐增大,系统只产出液态水,而17.30 ～30年间储层温度、压强、水流阻抗基本保持不变,生产井井口附近液态水不断汽化,系统产出液态水和蒸汽的混合物,且气体产量逐渐增大.     

增强型地热系统数值模拟研究进展

作为地热领域最有潜力的发展方向之一,增强型(或工程型)地热系统(EGS)的研究受到发达国家的高度重视,但在我国还处于萌芽状态。通过介绍EGS含义及发展,结合EGS数值模拟软件应具备的特点,对目前已经用于和可以用于EGS数值模拟的HDR和水热型地热系统中的典型求解器进行综述,总结其优缺点,讨论目前EGS数值模拟面临的挑战。     

增强型地热系统垂直裂隙热储热开采过程数值模拟

增强型地热系统(Enhanced Geothermal System,EGS)作为开采深层地热资源最为有效的方法已经成为国际研究热点。充分探究EGS运行时热储内热量的开采过程对评估EGS性能及今后EGS商业开采过程中工程优化控制有着重要意义。文章建立了平行相间的垂直裂隙系统EGS开采模型,运用FLUENT软件对多平行垂直裂隙情形下增强型地热系统热储热开采过程进行了数值模拟。同时,通过改变对热储热开采过程有影响的裂隙宽度和水流速度两个参数,对比研究了其对热储热开采过程的影响。研究结果显示,裂隙宽度和水流速度对热储热开采过程影响较大,且影响效应几乎一致。当裂隙宽度为1 mm、裂隙水流速度为1 cm/s时,开采20 a时间内无论是裂隙宽度扩大1倍还是水流速度提高1倍,对热储内经济可用热能的开采率提升均超过25%,对热储内热能开采速率提升达到252%。     

增强型地热系统储层试验与性能特征研究进展

概括了增强型地热系统场地试验的最新进展,系统地归纳和分析了表征储层性能的主要指标和其影响因素,指出未来增强型地热系统储层性能上的研究热点在于4个方面:准确测量储层激发体积和换热面积、克服水流损失和流动短路、监测储层动态性能、精确模拟和预测储层压裂效果。上述4个方面对完善增强型地热系统储层激发与评价的理论和技术有重要意义。